【摘要】：針對(duì)無人機(jī)某機(jī)載電子設(shè)備,通過常溫實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)與仿真計(jì)算結(jié)果的比對(duì)分析,提出了一種設(shè)備表面輻射系數(shù)的分析計(jì)算方法,經(jīng)高溫散熱仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該表面輻射系數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確,滿足實(shí)際熱分析應(yīng)用,可提高同類電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

料表面輻射系數(shù)如何測(cè)算，均未明確提及。表面輻射系數(shù)是否準(zhǔn)確，將直接導(dǎo)致最終熱分析仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中針對(duì)無人機(jī)某機(jī)載電子設(shè)備，首先，通過常溫實(shí)驗(yàn)，測(cè)量該設(shè)備表面分布的溫度數(shù)據(jù);接著，進(jìn)行設(shè)備的數(shù)字建模及簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，借助有限元分析方法，對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行了熱傳導(dǎo)、自然對(duì)流散熱及熱輻射的常溫散熱仿真分析，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)，反推求解最優(yōu)的設(shè)備表面輻射系數(shù);最后，經(jīng)高溫散熱仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)較為吻合，該表面輻射系數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確，滿足實(shí)際熱分析應(yīng)用。▲圖1設(shè)備外形1機(jī)載電子設(shè)備常溫實(shí)驗(yàn)該機(jī)載電子設(shè)備外形如圖1所示。設(shè)備使用直流28V供電，內(nèi)部通過DC/DC電源模塊轉(zhuǎn)換輸出12V為其他設(shè)備供電，，最大功率84W;并進(jìn)行一些信號(hào)處理工作。設(shè)備的主要熱源為內(nèi)部的DC/DC電源模塊。設(shè)備散熱形式主要通過殼體外表的自然對(duì)流和輻射散熱。1．1實(shí)驗(yàn)環(huán)境環(huán)境溫度:20．7℃。供電設(shè)備:直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，最大輸出電壓32V，最大輸出電流4A。負(fù)載設(shè)備:直流電子負(fù)載，最大負(fù)載電壓60V，最大負(fù)載電流20A。測(cè)量設(shè)備:紅外測(cè)溫儀HIOKI3419－20，測(cè)量范圍－35℃～500℃，解析度0．1℃，測(cè)量精度±1．5℃。1．2電氣連接設(shè)備之間的電氣連接，如圖2所示，供電設(shè)備為機(jī)載電子設(shè)備提供28V輸入，機(jī)載電子設(shè)備輸出12V接入電子負(fù)載。通過調(diào)節(jié)電子負(fù)載的電流大小來實(shí)現(xiàn)不同的負(fù)載功率，DOI:10.13952/j.cnki.jofmdr.2017.0020

從而可以模擬出機(jī)載電子設(shè)備在不同負(fù)載功率下的工作狀態(tài)及發(fā)熱情況。▲圖2設(shè)備電氣連接圖1．3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集▲圖3電子設(shè)備殼體外表測(cè)溫點(diǎn)常溫實(shí)驗(yàn)過程分別對(duì)電子負(fù)載設(shè)置負(fù)載電流3A、4A、5A、6A、7A，共5個(gè)試驗(yàn)序列，每次負(fù)載電流加載持續(xù)2小時(shí)以上，給予該機(jī)載電子設(shè)備充分的熱平衡時(shí)間。該電子設(shè)備的外表面設(shè)置8個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)，具體分布如圖3所示。每次負(fù)載電流加載2小時(shí)結(jié)束后，使用紅外測(cè)溫儀對(duì)電子設(shè)備8個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別進(jìn)行溫度測(cè)量，最終采集的殼體外表溫度數(shù)據(jù)，如表1所示。表1電子設(shè)備殼體外表溫度測(cè)量值試驗(yàn)序列(電子負(fù)載電流)/AA點(diǎn)溫度/(℃)B點(diǎn)溫度/(℃)C點(diǎn)溫度/(℃)D點(diǎn)溫度/(℃)E點(diǎn)溫度/(℃)F點(diǎn)溫度/(℃)G點(diǎn)溫度/(℃)H點(diǎn)溫度/(℃)336．537．539．238．232．133．333．833．8441．344．846．445．337．738．839．339．4544．848．751．250．741．142．442．942．9649．053．056．055．244．245．646．146．7752．657．660．058．947．049．049．549．52機(jī)載電子設(shè)備的常溫散熱仿真分析2．1數(shù)字建模及簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)▲圖4電子設(shè)備數(shù)字建模及簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)為提高熱分析仿真的效率，設(shè)備內(nèi)部?jī)H對(duì)主要元器件電源模塊和印制板進(jìn)行了數(shù)字建模，其余較小的零部件均進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，如圖4所示。2．2電子設(shè)備熱源功率計(jì)算機(jī)載電子設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的熱，主要來自設(shè)備內(nèi)部電源模塊轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的熱損耗。電源模塊廠商提供的模塊轉(zhuǎn)換效率最低值為78．5%，保守計(jì)算，假設(shè)未轉(zhuǎn)換的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，依據(jù)公式(1)可求得該模塊的發(fā)熱功率Ps。Ps=Poη－Po(1)式中:Ps:模塊的發(fā)熱功率;Po:模塊的輸出功率;η:模塊的轉(zhuǎn)換效率。由于?
【作者單位】： 西安愛生技術(shù)集團(tuán)公司;
【分類號(hào)】：TN02

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本文編號(hào)：2521747